5. Technologiefunktionen mit Servoantrieben - FB E+I: Home

Die Drehmomentsteuerung wird dadurch erreicht, dass der Drehzahlregler immer einen Sollwert
erhält, der größer als der Istwert ist. Der Drehzahlregler befindet sich deshalb ständig an
seiner oberen Begrenzung. Über die Steuerung der Drehmomentbegrenzung wird schließlich
erreicht, dass die Motorregelung das erforderliche Antriebsdrehmoment M soll erzeugt.
v
F
v Linie
n ist
M W , n W
i
n
M
ASYM
R
2
3
F soll
d
1/d
n Offset
4
5
1
M soll
Motorregler
1 Drehzahlregler
2 Zugkraftverlauf
3 Durchmesserberechnung
4 Reibungskompensation
5 Beschleunigungskompensation
Grundprinzip der
Zugkraftsteuerung
beim Wickeln
Der Begrenzungswert setzt sich zusammen aus dem Zugkraftsollwert F soll multipliziert mit
dem aktuellen Durchmesser d, dem Korrektursignal zur Kompensation der mechanischen
Reibung und dem Korrektursignal zur Kompensation des Beschleunigungsmomentes.
Die Basis für die Drehzahlvorsteuerung und auch für die Berechnung des Begrenzungswertes
bildet eine genaue Durchmesserberechnung aus der aktuellen Drehzahl n ist und der
Liniengeschwindigkeit v Linie . Die Vorsteuerung des Drehzahlreglers mit einem etwas zu
großen Sollwert hat den Vorteil, dass nach einem Bahnriss der Antrieb nur bis zu dieser
Drehzahl beschleunigt. Im Falle eines Abwicklers wird der Drehzahlregler nur mit dem
Offsetwert n Offset angesteuert. Hier kann der Antrieb dann ungehindert bis zum Stillstand
abbremsen.
Im Allgemeinen ist die Materialstärke konstant, so dass der aktuelle Wickeldurchmesser d
aus dem minimalen Durchmesser d min , der Anzahl der Wickellagen, die als Drehwinkel
exakt bestimmt werden können, der aktuellen Liniengeschwindigkeit v Linie und der aktuellen
Drehzahl n berechnet werden kann. Die Materialstärke kann bereits nach wenigen
Wickellagen ermittelt werden. Zum Zeitpunkt t 0 sei der Wickler leer (d (t = 0) = d min ). Der
Winkelzähler ermittelt den Drehwinkel bis zum Zeitpunkt t 1 .
t
1
1 2 n(t) dt
(5.19)
t
0
G. Schenke, 1.2013 Mechatronik FB Technik, Abt. E+I 77